Фролов В.Т. Руководство к лабораторным занятиям по петрографии осадочных пород

Подождите немного. Документ загружается.

http://jurassic.ru/

15%

20%

• •

•

• • % ш *

определения процентного содержания составных частей пород (и*

1957,

табл. IX, X)

http://jurassic.ru/

уже более точные данные по сравнению с записью «10—15».

Глазомерно определить содержание с такой точностью (10—

20%,

30—50% или 10—15%, 20—30%) при навыке не пред-

ставляет особого труда. Надо только проделать мысленно

некоторые сравнения и сопоставления площадей, занятых

разными компонентами в пределах поля зрения, чтобы све-

сти к минимуму возможные субъективные ошибки.

Если в породе возможно произвести подразделение сна-

чала на две или три части (например, в обломочных породах

на обломки и цемент), то лучше сначала определить их ко-

личественные соотношения друг с другом, а потом уже в пре-

делах этих частей — содержание отдельных компонентов.

Швецов предложил таблицы, помогающие определять

глазомерно более точно содержание компонентов в поро-

де путем сравнения вида шлифа с видом таблиц, на кото-

рых представлены разные соотношения «зерен» и «цемента»

(рис.

1). Такие таблицы можно изготовить самому примени-

тельно к особенностям изучаемых пород-—цвету и форме

обломков, цвету цемента, количеству компонентов и т. д.

Проверка показала, что применение таблиц вносит значи-

тельные исправления в глазомерное определение содержа-

ний. Последнее чаще всего, как отмечает Швецов, бывает у

большинства людей завышенным. Однако окончательно ис-

править и более точно проверить глазомерное определение

можно только подсчетом.

Определение содержания компонентов подсчетом (с уче-

том количества и размера зерен) дает наиболее точные ре-

зультаты, но оно представляет собой трудоемкий способ.

Чаще всего его применяют в комбинации с глазомерным

определением содержаний для проверки и уточнения послед-

него.

Для этого шлифы обычно разбивают по виду, соотно-

шению компонентов на типы и из каждой группы просчиты-

вают 1—2 шлифа. Обнаруженное расхождение исправляют и

соответствующие поправки вносят по аналогии в другие

шлифы из данной группы.

После описания отдельных компонентов можно подвести

итог изучению состава, в частности выделить, если это не

было сделано раньше, при перечислении минералов, минера-

лы разных генераций или стадий (например, терригенные,

иногда и вулканогенные, седиментогенные, диагенетические,

эпигенетические и гипергенетические, образовавшиеся в

стадию выветривания). Естественно, в одной породе редко

присутствуют минералы всех этих стадий и, кроме того, дале-

ко не всегда их удается разделить по стадиям уверенно. Все

http://jurassic.ru/

же стадиальный анализ производить во всех случаях необхо-

димо,

в сомнительных случаях специально оговаривая недос-

таточность данных для отнесения минералов к той или иной:

стадии.

Пористость, как уже отмечалось (стр. 13), является

важным свойством пород, и ее всегда надо отмечать. В шли-

фах видны более мелкие поры, чем в образце, поэтому дан-

ные этих методов взаимно дополняют друг друга. При описа-

нии пористости отмечают размер, форму пор, их распределе-

ление по . породе и общую пористость в процентах (по.

площади). Необходимо отмечать все другие особенности

пор — степень их заполненности каким-либо веществом,,

сообщаемость или изолированность пор друг от друга, пер-

вичность или вторичность (например, образование при вы-

ветривании) пористости и др.

Включения, как и при макроскопическом описании,,

подразделяются на типы по происхождению (минеральные и

органогенные), по составу и другим признакам и далее опи-

сываются уже в пределах этих типов. Отмечают размер, фор-

му, состав, внутреннюю структуру, количество, расположе-

ние,

степень сохранности и определение систематического

положения для органических остатков. Фиксируются также

все другие особенности включений, которые представляют

или могут представлять интерес для генетических выводов,

или практического использования.

Вторичные изменения могут отмечаться в разных

разделах описания — при характеристике цвета, структуры и

особенно состава. В данном же пункте описания надо указать

на те из вторичных изменений, о которых не говорилось,

раньше, а также можно подытожить все факты вторичных

изменений и постараться найти общую или разные причины

их. Чаще всего это или процессы выветривания или началь-

ные стадии метаморфизма.

В разделе «Прочие признаки» описываются призна-

ки,

не отмеченные раньше в других пунктах описания.

Название породы, как и при макроскопическом опи-

сании, может быть кратким или развернутым. В последнем

случае название может включить все основные пункты опи-

сания в той же последовательности. От макроскопического*

описания оно будет отличаться только большей детальностью

и определенностью в части структуры, состава, стадиального

анализа и др.

Описание шлифа сопровождается его зарисовкой, по-

казывающей строение и состав породы на типичном участке.

23.

http://jurassic.ru/

Рисунок — важный геологический документ и вместе с тем

хорошая иллюстрация текстовой части описания, перед ко-

торым он имеет то преимущество, что воспринимается не по-

степенно и последовательно, а сразу, в целом, как восприни-

мается сама порода. Естественно, рисунок уступает описанию

в полноте представления породы. Нельзя подменять рисунок

фотографией, так как он показывает не случайное, а основ-

ное в породе, определенным образом подчеркнутое, освобож-

денное от второстепенных деталей.

Требования по части выполнения рисунка сводятся в ос-

. новном к следующему. Рисунок должен быть наглядным и

четким. Для этого размер его не может быть мелким, иначе

не покажешь отчетливо все основные особенности пород; ча-

ще всего размер рисунка равен 7X7 см. Не обязательно его

ограничивать окружностью, как это видно в микроскопе.

Хотя для восприятия это более привычно, но «вписывание»

рисунка в окружность создает излишнюю трудность, да и

редко удается хорошо нарисовать самое окружность. По-

этому чаще всего рисунок не ограничивается никакой рамкой

и по форме представляет собой квадрат или прямоугольник.

Как правило, зарисовка (как и фотография) должна отве-

чать виду породы без скрещенных николей. Дополнительно

можно воспроизвести детали породы при включенном

анализаторе. Однако в некоторых случаях однообразную и

невыразительную без анализатора породу приходится рисо-

вать только при скрещенных николях. Можно одну половину

рисунка давать для положения без анализатора, а другую —

с анализатором, но это более трудоемко. Совмещение в

одном рисунке показа одних элементов в положении без

анализатора, а других — при скрещенных николях нежела-

тельно.

Зарисовка вида породы под микроскопом не требует спе-

циальной подготовки в рисовании. Однако для выполнения

хороших зарисовок с меньшей затратой времени требуются

технические навыки и главное — петрографическая подготов-

ка. Тогда рисунок из некоторой «обузы» превращается в не-

обходимый прием изучения породы: он начинает выполняться

не после составления описания, а часто уже параллельно с

ним или даже раньше. Выполнение рисунка заставляет четче

продумывать и оценивать многие стороны породы, искать

решения таких вопросов, которые без зарисовки могут быть

пропущены.

Когда порода еще не изучена и не описана, можно рисо-

вать только ее самые общие особенности (например, структу-

http://jurassic.ru/

ру).

По мере изучения и параллельного ему описания кон~

турный рисунок заполняется все большим содержанием, от-

ражающим уже состав породы. В этом случае к концу опи-

сания бывает готовым и рисунок породы. Рисунок должен

выполняться карандашом, поскольку чернила не позволяют

вносить исправления. Такой порядок приводит и к значитель-

ной экономии времени.

Помимо обязательного одного рисунка породы, на кото-

ром отражаются все главные особенности строения и состава

породы в целом, полезны зарисовки отдельных ее деталей.

Зарисовки должны быть соответствующим образом офор-

млены: снабжены масштабом, условными обозначениями и

указанием положения николей.

Масштаб лучше изображать отрезком линии длиной около

1—2 см с указанием его значения (цены) под микроскопом

(см.

рис. 22 и др.) С помощью этого масштаба легко измерить

любой элемент породы. Менее удобно показывать размер

рисунка в целом, как и ограничиваться указанием на крат-

ность (степень) увеличения.

Условные обозначения для экономии времени часто не вы-

носят отдельно, а надписывают около рисунка и показывают

стрелками, к чему они относятся. В результате рисунок

загромождается и плохо читается. Поэтому минералы и дру-

гие элементы породы на рисунке рекомендуется отмечать

лишь цифрами или буквами и выносить их затем в условные

обозначения.

Если рисунок отвечает положению без анализатора, от-

мечается «николь 1» или «без анализатора», а если выполнен

при скрещенных николях — «николи+» или «с анализато-

ром».

Гранулометрический (механический) анализ

Гранулометрический (механический) анализ применяется

для изучения важной стороны структуры обломочных и гли-

нистых пород или терригенных (обломочных) компонентов

других пород — гранулометрического или механического сос-

тава.

Он заключается в разделении (ситами, отмучиванием и

другими способами) породы (или нерастворимого кластоген-

ного остатка породы) на фракции по размеру (крупности) "

зерна и определении их содержания в породе.

Это необходимо, во-первых, в классификационных целях —

для правильного определения и названия породы; во-вторых,

http://jurassic.ru/

особенности гранулометрического состава являются важным

генетическим признаком породы; в-третьих, они интересны с

практической стороны, поскольку в значительной мере опре-

деляют свойства пород как грунтов, коллекторов нефти, воды

.и т. д.; наконец, часто механический анализ служит подгото-

вительной стадией для минералогического анализа, посколь-

ку выделяет из породы фракции, которые затем можно изу-

чать другими методами.

Механический анализ в общем случае состоит из двух

стадий — подготовки образца к анализу и производства са-

мого анализа. Если порода рыхлая, ее можно сразу, без пред-

варительной подготовки, пускать в анализ. Однако часто и

в этом случае лучше сначала произвести отмывку глины, если

•ее много, или очистить поверхность зерен от железистых и

других рубашек, которые в дальнейшем могут мешать изуче-

нию минералогического состава. Еще большее значение

для анализа имеет подготовка сцементированных пород (пес-

чаников, песчанистых известняков и др.). Она заключается

в удалении цемента и искусственной дезынтеграции породы

до состояния сыпучего песка. Часто эта задача остается не-

выполнимой из-за крепости и химической стойкости цемента,

и тогда приходится отказываться от механического анализа.

Гранулометрический (механический) состав этих пород опре-

деляют подсчетом в шлифах.

Более подробно гранулометрический (механический) ана-

лиз рассматривается в гл. II, на примере изучения обломоч-

ных пород.

Изучение под бинокуляром

Бинокулярные микроскопы или бинокулярные лупы при-

меняют в основном для изучения минералов в зернах, хотя

нередко полезно также просматривать и целую, ненарушен-

ную породу для более подробного изучения ее строения, сос-

тава и других особенностей, которые могут быть пропущены

из-за малых размеров при визуальном осмотре и не выявля-

ются в шлифах.

Перед собственно микроскопическим (в поляризационном

микроскопе) изучением данный метод имеет ряд преимуществ:

он позволяет изучать более крупные зерна, которые в прохо-

• дящем свете оказывались бы чаще всего непрозрачными,

рассматривать зерна с разных сторон, определять их истин-

ную форму и размеры (в шлифе имеем дело лишь с плоским

срезом зерен), а также характер поверхности, цвет и т. д.,

http://jurassic.ru/

более уверенно и проще производить микрохимические реак-

ции, определения твердости, отбирать чистые минералогиче-

ские фракции и т. д. Подбирая увеличения, которые меня-

ются от 3,6- до 119-кратного, можно изучать под бинокуля-

ром и очень мелкие зерна, величиной в сотые доли милли-

метра. Все же основная область применения их в литологии—

изучение песков.

Однако по сравнению с поляризационным микроскопом;

бинокуляр имеет и слабые стороны: не позволяет определять

оптические свойства минералов (кроме цвета и блеска), что

значительно уменьшает возможности их диагностики, чаще-

всего не дает картину внутреннего строения зерен — их внут-

ренней структуры, состава, примесей и т. д.

Поскольку бинокулярный микроскоп применяется в основ-

ном для изучения обломочных пород, подробнее этот метод

рассматривается в соответствующем разделе (стр. 134).

Методы сепарации по удельному весу и магнитности

Минералогический анализ, начинающийся уже при описа-

нии фракций под бинокуляром (стр. 26), а также при изуче-

нии в шлифах под микроскопом (стр. 15), часто продол-

жается другими методами.

Одними из первых среди них применяются методы разде-

ления (сепарации) минералов по таким физическим свойст-

вам, как удельный вес, магнитность и электрические свойства

(электропроводность, диэлектрические особенности). Зна-

ние этих свойств помогает диагностике минералов. Но глав-

ное значение перечисленных методов состоит, пожалуй, в том,,

что с их помощью порода или гранулометрические фракции

разделяются на части или фракции по удельному весу (в тя-

желых жидкостях или расплавах твердых соединений), маг-

нитности (с помощью магнитов) и т. д., которые затем легче

изучать другими методами минералогического анализа.

Таким образом, перечисленные методы в значительной ме-

ре являются подготовительными для собственно минералоги-

ческого анализа, в частности, для оптического изучения

иммерсионным методом рыхлых пород, шлихов или разоб-

щенных дезынтегрированием, растворением, а также простым

раздроблением (получение протолочек) компонентов крепких,

в первую очередь обломочных, пород. При рассмотрении по-

следних дается и более детальная характеристика, этих мето-

дов (гл. II, стр. 139—145).

27"

http://jurassic.ru/

Иммерсионный метод

Общие сведения. Иммерсионным называется оптический

(микроскопический) метод изучения минералов в зернах, по-

гружаемых в жидкости с известными показателями прелом-

ления.

Большим преимуществом метода, например по сравне-

нию с изучением пород в шлифах, является возможность со

значительной точностью (обычно большей 0,01) определять

самую характерную и важную оптическую константу вещест-

ва — показатель преломления — наряду с другими оптически-

ми и кристаллографическими свойствами, устанавливаемыми

и в шлифах; из них двупреломление и форма также часто

определяются более точно. Другое преимущество метода — его

простота, поскольку не требуется сложное оборудование и

много времени на изготовление шлифов; возможность опреде-

лить минерал при наличии его в очень малых количествах,

например <в виде единичных зерен в десятые и сотые доли

миллиметра, из которых'невозможно изготовить шлифы; бо-

лее простое изучение рыхлых пород, труднее поддающихся

шлифованию; наконец, метод позволяет более широко про-

изводить микрохимические реакции, определять твердость,

сепарировать зерна по разным свойствам.

Тем не менее при всех этих преимуществах иммерсионный

метод уступает шлифам в одном — он не дает картину породы

в целом, поскольку для ее изучения необходимо дробление на

зерна. Следовательно, структура и текстура породы и вообще

взаимоотношения между ее компонентами не могут быть изу-

чены и поэтому этот метод не может заменить изучение пород

в шлифах.

Для работы иммерсионным методом, помимо микроскопа

и исследуемого минерала, требуется набор жидкостей с из-

вестными показателями преломления, предметное и покровное

стекла, кусочки фильтровальной бумаги и иногда спирт или

бензол для промывания препарата, если исследуемого мине-

рала мало. Наборы жидкостей изготовляются некоторыми

специализированными лабораториями и чаще всего представ-

ляют собой смеси глицерина с водой, смеси парафиновых и

циклопарафиновых углеводородов, касторового масла с кед-

ровым и анисовым маслом, жидкого парафина с а-моно-

хлорнафталином (или с а-монобромнафталином), а также —

для более высоких номеров жидкостей — смеси последнего

с йодистым метиленом и насыщенный раствор кристалличе-

ской серы в йодистом метилене. Могут применяться и другие

http://jurassic.ru/

жидкости в чистом виде или в смеси друг с другом. Список

многих из них приводит В. Б. Татарский (1949).

Иммерсионные жидкости не должны растворять исследуе-

мый минерал и химически с ним реагировать, не должны

быть гигроскопичными и летучими, должны быть стойкими и

обладать малым температурным коэффициентом расширения,

чтобы их показатель преломления мало менялся в зависи-

мости от температуры. В смесях жидкости должны обладать

близкими скоростями испарения, так как в противном случае

будет меняться их соотношение и показатель преломления

смеси.

Поскольку идеальных жидкостей, удовлетворяющих всем

этим требованиям, нет, жидкости в иммерсионных наборах

с течением времени меняют свои показатели преломления.

Поэтому время от времени их надо проверять на иммерсион-

ном рефрактометре и новые показатели записывать в табли-

цу. При значительных изменениях температуры следует вво-

дить поправку, чаще всего составляющую 0,0004 на 1°. За

этой поправкой надо следить особенно летом, когда темпера-

тура значительно повышается (иногда на 10—15° с утра до

середины дня), а показатель преломления жидкостей пони-

жается.

В наиболее распространенном наборе из 100 жидкостей

минимальный показатель преломления равен около 1,4, а

максимальный — около 1,79. Жидкости с более высоким по-

казателем преломления редки, и они не покрывают всего

интервала показателей преломления минералов. Вместо

жидкостей для определения высоких показателей преломле-

ния применяют различные сплавы (Бокий, '1948; Татарский,

1949),

хотя работать с ними труднее.

Принцип определения показателей преломления иммер-

сионным методом заключается в том, что подбираются такие

две соседние (мало отличающиеся по показателю прелом-

ления) жидкости, из которых одна оказалась бы по показа-

телю преломления больше, а другая—меньше минерала,

т. е. показатель преломления минерала заключается между

соседними жидкостями, например

1,622<п<

1,626.

Величи-

на его тогда определяется по среднеарифметическому этих

величин:

1,622

п =

и = ^±1^1 = 1,624 ± 0,002.

К полученной величине надо приписать поправку на точность

•определения, которая равна в среднем половине интервала

http://jurassic.ru/